KR20120034903A - 열경화성 수지 조성물, 컬러필터 및 액정표시장치 - Google Patents

열경화성 수지 조성물, 컬러필터 및 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

투명성, 내열성, 내알칼리성 및 평탄성이 우수한 컬러 필터 보호막 제조가 가능한 열경화성 수지 조성물이 제안된다. 제안된 열경화성 수지 조성물은 아크릴계 수지, 열경화성 화합물, 다염기산 무수물 및 용제를 포함하는데, 아크릴계 수지는 1분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물 및 이와 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 화합물을 공중합시킨 공중합체에 이하의 화학식 (I)로 표시되는 화합물 및 다염기산 무수물을 반응시킨 수지이다.

Description

열경화성 수지 조성물, 컬러필터 및 액정표시장치{THERMOCURABLE RESIN COMPOSITION, COLOR FILTER USING COMPOSITION AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING COLOR FILTER}
본 발명은 열경화성 수지 조성물, 컬러필터 및 액정표시장치에 관한 것으로서, 투명성, 내열성, 내알칼리성 및 평탄성이 우수한 컬러 필터 보호막 제조가 가능한 열경화성 수지 조성물, 컬러필터 및 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치나 이미지 센서의 컬러필터를 제조하는 공정에서, 컬러필터는 는 용제, 산이나 알칼리 등에 의해 침지처리되고, 또한 스퍼터링에 의해 배선 전극층을 형성할 때에는 소자 표면이 국부적으로 고온에 노출된다. 따라서, 컬러필터가 열화 또는 손상되는 것을 방지하기 위해, 소자 표면에 보호막을 형성하는 것이 일반적이다.
이러한 컬러필터의 보호막은 기판 또는 그의 하층, 또는 보호막위에 형성되는 층에 대하여 밀착성이 높은 것이 요구된다. 또한, 보호막 자체는 평활하고 강인하며, 투명성을 갖고, 내열성 및 내광성이 높으며, 장기간에 걸쳐 착색, 황변, 백화 등의 변질을 일으키지 않고, 내수성, 내용제성, 내산성 및 내알칼리성이 우수한 성능이 요구된다.
종래에는 보호막을 형성하기 위하여, 에폭시계 조성물, 열경화성 아크릴계 수지, 글리시딜기를 갖는 중합체를 포함하는 열경화성 조성물을 이용하거나, 또는 실란커플링제를 증착하는 방법과 같이 여러가지 방법이 시도되었다.
이 중, 에폭시 수지는 접착강도, 내열성, 내약품성 및 내수성 면에서 신뢰성 높은 보호막의 형성이 가능하다. 일반적으로 에폭시 수지는 경화제와의 반응이 빠르기 때문에, 저장 안정성 문제로 사용시에 주제와 경화제를 혼합하는, 소위 이액형으로 이용되는 경우가 많으며, 일액화가 어려운 것으로 알려져 있다.
그러나 이액형은 취급이 복잡하며 공업적 생산에 이용되기에 적합하지 않은 문제점이 있다. 따라서, 컬러필터의 보호막으로서 요구되는 여러가지 성능을 보유하면서도 공정상 취급이 용이하여 생산성 면에서도 우수한 보호막용 조성물의 기술개발에 대한 요청이 있어왔다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 투명성, 내열성, 내알칼리성 및 평탄성이 우수한 컬러 필터 보호막 제조가 가능한 열경화성 수지 조성물, 컬러필터 및 액정표시장치를 제공하는데 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 열경화성 수지 조성물은 아크릴계 수지, 열경화성 화합물, 다염기산 무수물 및 용제를 포함하는 열경화성 수지 조성물로서, 아크릴계 수지는 1분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물(A1) 및 (A1)과 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 화합물(A2)을 공중합시킨 공중합체에 이하의 화학식 (I)로 표시되는 화합물(A3) 및 다염기산 무수물(A4)을 반응시킨 수지이다.
Figure pat00001
(I)
식 중,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 할로겐 원소로 치환되거나 케톤기, 에스테르기 또는 티올기를 포함하는 C1 내지 C6의 알킬기, 또는 미치환된 C1 내지 C6의 알킬기이며, A는 할로겐기, 메톡시기 또는 에톡시기로 치환되거나 미치환된 지방족 다환기, 알릴기, 할로겐기, 메톡시기, 에톡시기 또는 C1 내지 C8의 알콕시기로 치환되거나 미치환된 방향족 다환기이고, n 및 m은 0 또는 1이다.
아크릴계 수지는, 공중합체가 (A1)로부터 유도되는 구성 단위는 2 내지 80몰%이고, (A2)로부터 유도되는 구성 단위는 2 내지 90몰%이고, (A3)는 (A1)의 에폭시 당량에 대하여 2 내지 100몰%이고, (A4)는 (A3) 및 (A1) 반응을 통해 생성되는 히드록시기 당량에 대하여 5 내지 100몰%일 수 있다.
(A3)는 이하의 화학식 (II) 내지 (VI)으로 표현되는 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
Figure pat00002
(II)
Figure pat00003
(III)
Figure pat00004
(IV)
Figure pat00005
(V)
Figure pat00006
(VI)
아크릴계 수지의 함량은 열경화성 수지 조성물의 고형분의 중량을 기초로 하여 5 내지 90wt%일 수 있다.
열경화성 화합물은 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형에폭시 수지, 지방족 폴리글리시딜에테르 및 지환식 지방족 에폭시 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 열경화성 수지 조성물을 이용하여 제조된 보호막을 포함하는 컬러필터가 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 본 발명의 컬러필터를 포함하는 액정표시장치가 제공된다.
본 발명에 따른 열경화성 수지 조성물은 일액형 타입의 열경화성 수지 조성물로서 공정수행이 용이한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 열경화성 수지 조성물을 이용하여 컬러필터의 보호막을 형성하는 경우, 보호막은 투명성, 내열성, 내알칼리성이 우수한 특성을 가지는 동시에 컬러 필터의 단차를 평탄화하는 성능, 즉 평탄성이 우수한 효과를 나타내어 우수한 품질의 컬러필터 및 이를 이용한 액정표시장치를 제조할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 열경화성 수지 조성물은 아크릴계 수지(A), 열경화성 화합물(B) 및 용제(C)를 포함하는 열경화성 수지 조성물이다.
아크릴계 수지(A)
아크릴계 수지(A)는 1분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물(A1) 및 (A1)과 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 화합물(A2)을 공중합시킨 공중합체에 이하의 화학식 (I)로 표시되는 화합물(A3) 및 다염기산 무수물(A4)을 반응시킨 수지이다.
Figure pat00007
(I)
식 중,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 할로겐 원소로 치환되거나 케톤기, 에스테르기 또는 티올기를 포함하는 C1 내지 C6의 알킬기, 또는 미치환된 C1 내지 C6의 알킬기이며, A는 할로겐기, 메톡시기 또는 에톡시기로 치환되거나 미치환된 지방족 다환기, 알릴기, 할로겐기, 메톡시기, 에톡시기 또는 C1 내지 C8의 알콕시기로 치환되거나 미치환된 방향족 다환기이고, n 및 m은 0 또는 1이다.
열경화성 수지 조성물에서 아크릴계 수지(A)는 바인더 수지로서 화학식 1의 화합물을 주쇄의 에폭시기에 부가하는 불포화기 함유 수지이다.
아크릴계 수지(A)는 (A1) 내지 (A4)의 화합물 이외에도 다른 단량체들을 더 추가하여 함께 중합될 수 있다. 즉, (A1) 내지 (A4) 이외의 단량체가 더 포함되어 중합된 경우의 아크릴계 수지 또한, 본 발명에 포함된다. 이하에서, (메타)아크릴레이트란 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다.
본 발명의 일실시형태에 있어서, 1 분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물(A1)은 불포화 결합과 에폭시기를 동시에 갖는 화합물이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. (A1)의 구체적 예로는 글리시딜(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메타)아크릴레이트, 및 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서 (A1)으로 글리시딜(메타)아크릴레이트가 바람직하게 사용될 수 있다. 예시한 (A1)은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 있어서, (A1)과 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 화합물(A2)로는 중합이 가능한 불포화 이중 결합을 갖는 화합물이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. (A2)의 구체적인 예로는, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 아미노에틸(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복시산의 비치환 또는 치환 알킬에스테르 화합물, 시클로펜틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 시클로헵틸(메타)아크릴레이트, 시클로옥틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 시클로헥세닐(메타)아크릴레이트, 시클로헵테닐(메타)아크릴레이트, 시클로옥테닐(메타)아크릴레이트, 멘타디에닐(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 피나닐(메타)아크릴레이트, 아다만틸(메타)아크릴레이트, 노르보르닐(메타)아크릴레이트, 피네닐(메타)아크릴레이트 등의 지환식 치환기를 포함하는 불포화 카르복시산 에스테르 화합물, 올리고에틸렌글리콜 모노알킬(메타)아크릴레이트 등의 글리콜류의 모노포화 카르복시산 에스테르 화합물, 벤질(메타)아크릴레이트, 페녹시(메타)아크릴레이트 등의 방향환을 갖는 치환기를 포함하는 불포화 카르복시산 에스테르 화합물, 스티렌, 메틸스티렌, 비닐톨루엔 등의 방향족 비닐 화합물, 아세트산비닐, 프로피온산비닐 등의 카르복시산비닐에스테르, (메타)아크릴로니트릴, 클로로아크릴로니트릴 등의 시안화비닐 화합물, N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드 등의 말레이미드 화합물 등을 들 수 있다. 예시한 (A2)는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
(A1) 및 (A2)를 포함한 화합물들을 공중합하여 얻어지는 공중합체에 추가로 반응되는 화합물(A3)은 화학식 (I)로 표시된다.
Figure pat00008
(I)
식 중,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 할로겐 원소로 치환되거나 케톤기, 에스테르기 또는 티올기를 포함하는 C1 내지 C6의 알킬기, 또는 미치환된 C1 내지 C6의 알킬기이며, A는 할로겐기, 메톡시기 또는 에톡시기로 치환되거나 미치환된 지방족 다환기, 알릴기, 할로겐기, 메톡시기, 에톡시기 또는 C1 내지 C8의 알콕시기로 치환되거나 미치환된 방향족 다환기이고, n 및 m은 0 또는 1이다.
(A3)는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 이하의 화학식 (II) 내지 (VI)으로 표현되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함한다.
Figure pat00009
(II)
Figure pat00010
(III)
Figure pat00011
(IV)
Figure pat00012
(V)
Figure pat00013
(VI)
본 발명에 따르면 (A1) 및 (A2)의 공중합체에 (A3)을 추가로 반응시키는 과정에서 필요에 따라 불포화 카르복시산을 함께 반응시킬 수 있다.
불포화 카르복시산의 구체적인 예로는 아크릴산 및 메타크릴산 등을 들 수 있다. 또한, 이들 아크릴산이나 메타크릴산에 부가하여 그 밖의 산을 1종 이상 사용할 수도 있다. 그 밖의 산으로써는 구체적으로 크로톤산, 이타콘산, 말레산, 및 푸마르산 등 다른 불포화 카르복시산을 예로 들 수 있다. 또한, α-(히드록시메틸)아크릴산 등의 동일 분자 중에 히드록시기 및 카르복시기를 함유하는 단량체를 병용할 수도 있다. 불포화 카르복시산은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
다염기산 무수물(A4)은 당해분야에서 일반적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. (A4)의 구체적인 예로는 무수코하크산, 무수마레인산, 무수시토라콘산, 무수이타콘산, 무수프탈산, 테트라히드로무수프탈산, 메틸테트라히드로무수프탈산, 헥사히드로무수프탈산, 무수트리메리트산, 및 무수피로메리트산 등을 들 수 있다. 바람직하게는, (A4)로서, 테트라히드로무수프탈산, 무수코하크산이 사용될 수 있다. 예시한 (A4)는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 아크릴계 수지(A)가 전술한 바와 같이 (A1) 및 (A2)를 공중합하여 얻어지는 공중합체((A1) 및 (A2) 이외의 단량체가 더 포함되어 공중합되는 경우에도 본 발명에 포함)에 (A3)을 반응시킨 후 (A4)를 추가로 반응시켜 얻어지는 불포화기 함유 수지인 경우, (A1) 및 (A2)를 공중합하여 얻어지는 공중합체는 (A1) 및 (A2) 각각으로부터 유도되는 구성 단위의 비율이 공중합체를 구성하는 구성단위의 합계 몰수에 대하여 몰 분율로 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
(A1) 및 (A2) 각각으로부터 유도되는 구성 단위의 비율이 공중합체 구성 단위의 합계 몰수에 대하여, (A1)으로부터 유도되는 구성단위 2 내지 80몰%, (A2)로부터 유도되는 구성단위 2 내지 90몰%인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 (A1)으로부터 유도되는 구성단위 5 내지 80몰%, (A2)로부터 유도되는 구성단위 5 내지 90몰%이다.
(A3)는 (A1) 에폭시 당량에 대하여 2 내지 100몰%, (A4)는 (A3)와 (A1) 반응을 통해 생성되는 히드록시기 당량에 대하여 2 내지 100몰%로 반응시키는 것이 바람직하다.
특히, (A3)는 (A1) 에폭시 당량에 대하여 5 내지 100몰% (A4)는 (A3)와 (A1) 반응을 통해 생성되는 히드록시기 당량에 대하여 5 내지 100몰%로 반응시키는 것이 더욱 바람직하다.
상기의 구성 비율이 범위에 있으면 현상성, 가용성 및 내열성의 균형이 양호하므로 바람직한 바인더 수지로서 아크릴계 수지(A)를 얻을 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, (A1) 및 (A2)를 공중합시켜 얻어지는 공중합체에 (A3)을 반응시킨 후 (A4)를 추가로 반응시켜 얻어지는 불포화기 함유 수지인 아크릴계 수지(A)의 제조는 다음과 같다.
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 (A1) 및 (A2)의 합계량에 대하여 질량 기준으로 0.5 내지 20 배량의 용제를 도입하고 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 치환한다. 그 후, 용제를 40 내지 140℃로 승온시킨 후, (A1) 및 (A2)의 소정량, (A1) 및 (A2)의 합계량에 대하여 질량 기준으로 0 내지 20 배량의 용제 및 중합 개시제를 (A1) 및 (A2)의 합계 몰수에 대하여 0.1 내지 10몰% 첨가한 용액(실온 또는 가열하에 교반 용해)을 적하 로트로부터 0.1 내지 8시간에 걸쳐 상기의 플라스크에 적하하고, 40 내지 140℃에서 1 내지 10시간 더 교반하여 공중합체를 얻는다.
상기의 공정에서 중합 개시제는 일부 또는 전량을 넣을 수도 있으며, 일부를 사용하는 경우 공중합체에 (A3)을 추가로 반응시킬 때 사용할 수도 있다. 또한, 공정에서 분자량이나 분자량 분포를 제어하기 위해 α-메틸스티렌 다이머나 머캅토 화합물을 연쇄 이동제로서 사용할 수도 있다. α-메틸스티렌 다이머나 머캅토 화합물의 사용량은 (A1) 및 (A2)의 합계량에 대하여 질량 기준으로 0.005 내지 5%이다. 중합 조건은 제조 설비나 중합에 의한 발열량 등을 고려하여 투입 방법이나 반응 온도를 적절하게 조정할 수도 있다.
또한 중합에서 사용되는 용매는 통상의 라디칼 중합 반응시 사용되는 용매를 이용할 수 있으며, 구체적으로는, 테트라히드로퓨란, 디옥산, 에틸렌글리콜디메틸에틸, 디에틸렌글리콜디메틸에틸, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 초산에틸, 초산부틸, 프로필렌글리콜모노메틸에틸아세테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 클로로포름, 디메틸설폭시드 등을 들 수 있다. 이들 용매는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
사용되는 중합 개시제로는 통상 사용되는 중합 개시제를 첨가할 수 있으며, 특별히 제한되지는 않는다. 구체적으로는 중합 개시제는 디이소프로필벤젠히드로퍼옥시드, 디-t-부틸퍼옥시드, 벤조일퍼옥시드, t-부틸퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 등의 유기 과산화물; 2,2-아조비스(이소부티로니트릴), 2,2-아조비스(2,4-디메틸바레로니토릴), 디메틸 2,2-아조비스(2-메틸프로피오네이트) 등의 질소 화합물을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
이와 같이 함으로써, (A1) 및 (A2)의 공중합체를 얻을 수 있다.
이어서, 얻어진 공중합체에 (A3)을 반응시킨 후, 그대로 (A4)성분을 적당량 첨가하고 50℃내지 150℃정도 바람직하게는 80℃ 내지 130℃로 가열하여 반응시킨다. 특별히 촉매를 첨가할 필요는 없다.
이로써, (A1) 및 (A2)를 공중합하여 얻어지는 공중합체에 (A3) 및 (A4)를 순차적으로 더 반응시켜 얻어지는 불포화기를 포함하는 중합체인 아크릴계 수지(A)를 얻을 수 있다.
아크릴계 수지(A)의 겔 투과 크로마토그래피(GPC; 테트라히드로퓨란을 용출용제로 함)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(이하, 간단히 '중량평균분자량'이라고 한다)은 평탄성 및 보존안정성을 구현할 수 있는 한 특별히 한정되지 않는다. 바람직하게 아크릴계 수지(A)의 중량평균분자량은 2,000 내지 100,000 정도의 범위가 적절하며 3,000 내지 100,000 범위인 것이 더욱 바람직하다.
아크릴계 수지(A)의 중량평균분자량이 2,000 이하인 경우에는 조성물의 제막 및 신뢰성이 부족하고 분자량이 100,000 이상인 경우에는 평탄성 및 보존 안전성이 저하되는 문제가 있다.
아크릴계 수지(A)의 분자량분포[중량평균분자량(Mw)/ 수평균분자량(Mn)]는 1.5 내지 6.0인 것이 바람직하고, 1.8 내지 4.0인 것이 보다 바람직하다. 분자량분포가 1.5 내지 6.0이면 보존 안정성이 우수하기 때문이다.
아크릴계 수지(A)는 산가가 30 내지 180(mgKOH/g)의 범위이다. 산가가 30 mgKOH/g 미만일 경우 현상액에 대한 현상성이 낮아지고 기판에 잔사를 남길 우려가 있으며, 산가가 180 mgKOH/g을 초과하는 경우에는 패턴의 탈착이 일어날 가능성이 높아지는 문제점이 있다. 여기서 산가란, 아크릴계 중합체 1g을 중화하는데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값이며, 통상적으로 수산화칼륨 수용액을 사용하여 적정함으로써 구할 수 있다.
아크릴계 수지(A)의 함량은 열경화성 수지 조성물의 고형분의 중량을 기초로 하여 5 내지 90wt%, 바람직하게는 10 내지 70 wt%이다. 바인더 수지 (A)의 함량이 5 내지 90 wt% 범위내에 있으면 현상액의 용해성이 충분하여 비화소 부분의 기판상에 현상 잔사가 발생하기 어렵고, 현상시에 노광부의 화소 부분의 막 감소가 생기기 어려워 비화소 부분의 누락성이 양호하기 때문에 바람직하다.
열경화성 화합물(B)
열경화성 화합물(B)은 하기 (B1), (B2) 및 (B3)의 조건을 만족하는 에폭시 수지를 포함한다.
(B1) 에폭시 당량 2000g/eq 이하이고,
(B2) 열경화성 화합물(B)의 전체 중량을 기초로 하여 50wt% 이상이 비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지로 구성되고,
(B3) 카르복시산, 카르복시산무수물 및 다가카르복시산 무수물에서 선택되는 경화보조제를 포함하지 않는다.
본 발명에 따른 열경화성 화합물(B)은 에폭시 당량이 2000g/eq 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게 열경화성 화합물(B)는 에폭시 당량이 100내지 2000g/eq인 것이 좋다. 열경화성 화합물(B)의 에폭시 당량이 상기한 조건을 만족하는 경우 투명성, 평탄성 및 내열성이 우수해진다.
아울러 열경화성 화합물은 평균 분자량이 20000 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게 열경화성 화합물(B)는 평균 분자량은 1000 내지 20000인 것이 좋다. 열경화성 화합물(B)의 평균분자량이 전술한 조건을 만족하는 경우 투명성, 평탄성 및 내열성이 우수해진다.
열경화성 화합물(B)은 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형에폭시 수지, 지방족 폴리글리시딜에테르 및 지환식 지방족 에폭시 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지는 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.
<화학식 2>
Figure pat00014

식에서, n은 0 또는 양의 정수이다.
화학식 2로 표시되는 비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지의 구체적인 예로서는, 2-[4-(2,3-에폭시프로폭시)페닐]-2-[4-[1,1-비스[4-([2,3-에폭시프로폭시]페닐)]에틸]페닐]프로판과 1,3-비스[4-[1-[4-(2,3-에폭시프로폭시)페닐]-1-[4-[1-[4-(2,3-에폭시프로폭시페닐)-1-메틸에틸]페닐]에틸]페녹시]-2-프로판올과의 혼합물, 및 2-[4-(2,3-에폭시프로폭시)페닐]-2-[4-[1,1-비스[4-([2,3-에폭시프로폭시]페닐)]에틸]페닐]프로판 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지는 열경화성 화합물(B) 전체 중량을 기초로 하여 50wt% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 비스페놀A노볼락형 에폭시 수지의 함량이 50wt% 미만일 경우, 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물의 보존 안정성이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 열경화성 화합물은 비스페놀A노볼락형 에폭시 수지 및 이와 다른 에폭시 수지를 함께 포함할 수 있다. 비스페놀A노볼락형 에폭시 수지와 함께 사용될 수 있는 에폭시 수지의 예로서는, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 지방족 폴리글리시딜에테르, 및 지환식 지방족 에폭시 수지 등이 있다. 이 중, 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시수지, 및 크레졸노볼락형 에폭시 수지가 내열성이 우수하므로 바람직하다. 이들 에폭시 수지는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
이들 에폭시 수지로서는 하기와 같은 시판품을 이용할 수 있다. 글리시딜에테르형 에폭시 수지로서는, TECHMORE VG3101L(상품명; 三井化學(주) 제품), EPPN-501H, 502H(상품명; 日本化藥(주) 제품), 및 JER 1032H60(상품명; 저팬에폭시레진(주) 제품) 등, 다관능 지환식 에폭시 수지로서는, EHPE3150(상품명; 다이셀화학㈜제품) 등, 비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지로서는, JER 157S65, 157S70(상품명;JER(주) 제품) 등, 페놀노볼락형 에폭시 수지로서는, EPPN-201(상품명;日本化藥(주) 제품), 및 JER152, 154(상품명; JER (주) 제품) 등, 크레졸노볼락형 에폭시 수지로서는, EOCN-102S, 103S, 104S, 1020(상품명; 日本化藥(주) 제품) 등을 들 수 있다.
열경화성 화합물(B)의 함량은 열경화성 수지 조성물 중의 고형분의 전체 중량을 기준으로 하여 일반적으로 1 내지 60wt%, 바람직하게는 5 내지 50wt%의 범위에서 사용된다. 열경화성 화합물(B)이 1 내지 60wt%의 범위이면 투명성 및 평탄성이 양호하다.
용제(C)
본 발명에서 사용될 수 있는 용제는 특별히 제한되지 않으며, 열경화성 수지 조성물의 분야에서 일반적으로 사용되고 있는 용제를 사용할 수 있다.
용제(C)의 구체적인 예로서는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르 및 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트 및 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트 및 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌 및 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤 및 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜 및 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산에틸 및 3-메톡시프로피온산메틸 등의 에스테르류; γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류;를 들 수 있다.
용제(C)는 도포성 및 건조성면에서 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제를 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 또는 3-에톡시프로피온산 에틸이나, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류를 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산 에틸, 또는 3-메톡시프로피온산 메틸을 사용할 수 있다. 용제(C)는 각각 단독으로 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
용제(C)의 함량은 열경화성 수지 조성물 전체 중량을 기초로 하여 일반적으로 60 내지 90wt%, 바람직하게는 70 내지 85wt%이다. 용제(C)의 함량이 60 내지 90wt%의 범위이면 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터) 또는 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해지는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
(D) 기타 첨가제
본 발명의 열경화성 수지 조성물은 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위 내에서, 필요에 따라 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제로는 커플링제, 계면활성제 및 산화 방지제를 예로 들 수 있다.
커플링제는, 기판과의 밀착성을 향상시키기 위해서 사용하는 것이며, 열경화성 수지 조성물 중의 고형분 전체 중량을 기초로 하여 10wt% 이하로 포함될 수 있다.
커플링제로서는, 실란계, 알루미늄계 또는 티타네이트계의 화합물을 이용할 수 있다. 커플링제는 구체적으로, 3-글리시드옥시프로필디메틸에톡시실란, 3-글리시드옥시프로필메틸디에톡시실란, 및 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란 등의 실란계; 아세토알콕시알루미늄디이소프로필레이트 등의 알루미늄계; 및 테트라이소프로필비스(디옥틸포스페이트)티타네이트 등의 티타네이트계;를 예로 들 수 있다. 이 중, 밀착성을 향상시키는 효과가 큰 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란이 바람직하다.
계면활성제는, 기판에 대한 습윤성, 레벨링성, 또는 도포성을 향상시키기 위하여 사용하는 것이며, 열경화성 수지 조성물 중의 고형분 전체 중량을 기초로 하여 0.01 내지 5wt% 포함될 수 있다. 계면활성제로는 실리콘계 또는 불소계 계면활성제 등이 있으며, 실리콘계 계면활성제로는, 지이도시바실리콘㈜ 제조, 상품명 TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF-4446, TSF4452, 및 TSF4460; 신에쓰실리콘㈜ 제조, 상품명 KP321, KP322, KP323, KP324, KP326, KP340, 및 KP341; 및 BYK- Chemie 제조, 상품명 BYK-333, 358N 및 UV3500,390,306,340 등을 예로 들 수 있다.
불소계 계면활성제로는 스미또모스리엠㈜ 제조, 상품명 플로리네이트 FC430 및 플로리네이트 FC431; 다이니혼잉크화학공업㈜ 제조, 상품명 메가팍 F142D, 메가팍 F171, 메가팍 F172, 메가팍 F173, 메가팍 F177, 메가팍 F183, 메가팍 R30, 메가팍 R08, 메가팍 R09, 메가팍 BL20,메가팍 475, 메가팍 489, 메가팍 544 및 메가팍 F443; 등을 예로 들 수 있다.
산화 방지제는, 투명성의 향상 및 경화막이 고온에 처했을 경우의 황변방지를 위하여 사용하는 것이며, 열경화성 수지 조성물 중의 고형분 전체 중량을 기초로 하여 0.1 내지 3wt% 범위 내에서 첨가할 수 있다.
산화 방지제로서는, 힌더드계 또는 힌더드페놀계 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 치바?스페셜티?케미컬㈜ 제조, 상품명 IRGAFOS XP40, IRGAFOS XP60, IRGANOX 1010, IRGANOX 1035, IRGANOX 1076, IRGANOX 1135, 및 IRGANOX1520L 등을 예로 들 수 있다.
본 발명에 따른 열경화성 수지 조성물은 아크릴계 수지(A), 열경화성 화합물(B) 및 용제(C)에 필요에 따라 첨가제를 추가로 첨가하고, 이들을 균일하게 혼합/용해시켜 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 열경화성 수지 조성물을 이용하여 제조된 보호막을 포함하는 컬러필터가 제공된다. 컬러 필터는 기판 위에 열경화성 수지 조성물을 이용하여 도막을 형성한 다음 가열 처리하여 형성된 보호막을 포함한다
도막 형성 방법은, 스핀 코팅법, 롤 코팅법, 디핑법, 및 슬릿 코팅법 등 종래 공지된 방법에 의할 수 있다.
도막의 두께는, 바람직하게는 0.15 내지 8.0 ㎛, 보다 바람직하게는 0.20 내지 4.5 ㎛로 할 수 있다. 여기서 도막의 두께는, 용매 제거 후의 두께이다.
도막은 핫 플레이트 또는 오븐 등으로 가열(프리베이킹)된다. 가열 조건은 보통 70 내지 120℃의 오븐 또는 핫 플레이트에서 1?15분간이며, 그 후, 도막을 경화시키기 위해서 180 내지 250℃, 바람직하게는 200 내지 250℃의 오븐 또는 핫 플레이트에서 20 내지 90분간 가열 처리하여 경화된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 본 발명의 컬러필터를 포함하는 액정표시장치가 제공된다. 액정표시장치는 전술한 컬러 필터를 포함한 것을 제외하고는 본 기술분야에서 알려진 구성을 더 포함한다. 즉, 본 발명의 컬러 필터를 적용할 수 있는 액정 표시 장치는 모두 본 발명에 포함된다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것이 아니다.
[실시예 1]
열경화성 수지 조성물을 제조하기 위하여 먼저, 이하의 합성예에 따라 아크릴계 수지를 제조하였다.
< 합성예 1> 아크릴계 수지 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 182g을 도입하여, 플라스크 내 분위기를 공기에서 질소로 한 후, 80℃로 승온한 상태에서 글리시딜메타크릴레이트 82.5g (0.60몰)(A1), 비닐톨루엔 35.40g (0.40몰)(A2) 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 136g을 포함하는 혼합물에 아조비스이소부티로니트릴 3.6g 을 첨가한 용액을 적하 로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 80℃에서 5시간 더 교반하였다.
이어서, 플라스크 내 분위기를 질소에서 공기로 하고, 케이산 88.8g[0.60몰(글리시딜메타크릴레이트의 에폭시기에 대하여 100몰%)], 트리스디메틸아미노메틸페놀 0.9g 및 히드로퀴논 0.145g을 플라스크 내에 투입하여 110℃에서 4시간 반응을 계속하고, 이어서 THPA(테트라히드로프탈릭안히드리드) 45.6g[0.3몰(이전 반응에서 생성된 히드록시기에 대해서 100몰%)]을 투입한 후 110℃에서 2시간 반응을 계속하여 고형분 산가가 100 mgKOH/g인 아크릴계 수지를 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 17,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.
이때, 아크릴계 수지의 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)의 측정은 HLC-8120GPC(도소㈜ 제조) 장치를 사용하였으며, 컬럼은 TSK-GELG4000HXL와 TSK-GELG2000HXL를 직렬 접속하여 사용하였고, 컬럼 온도는 40℃, 이동상 용매는 테트라히드로퓨란, 유속은 1.0 ㎖/분, 주입량은 50㎕, 검출기 RI를 사용하였으며, 측정 시료 농도는 0.6wt%(용매=테트라히드로퓨란), 교정용 표준 물질은 TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500(도소㈜ 제조)을 사용하였다. 얻어진 중량 평균 분자량 및 수평균 분자량의 비를 분자량 분포(Mw/Mn)로 하였다.
<합성예 2 내지 6>
합성예 2 내지 6은 각 성분과 함량을 이하의 표 1에 나타낸 바와 같이 변화시킨 것을 제외하고는 합성예 1과 동일하게 합성하였다.
합성예1 합성예2 합성예3 합성예4 합성예5 합성예6

(A1)		 글리시딜메
타크릴레이트
82.5g
(0.6몰)		 글리시딜메
타크릴레이트 82.5g
(0.6몰)		 글리시딜메
타크릴레이트
56.8g
(0.4몰)		 글리시딜메
타크릴레이트
56.8g
(0.4몰)		 글리시딜메
타크릴레이트
82.5g
(0.6몰)		 글리시딜메
타크릴레이트
56.8g
(0.4몰)
(A2)
 비닐톨루엔 35.4g
(0.4몰)		 비닐톨루엔 35.4g
(0.4몰)		 벤질메타크릴레이트
105.6g
(0.6몰) 		벤질메타
크릴레이트
88.0g
(0.5몰) 		벤질메타
크릴레이트
105.6g
(0.6몰) 		벤질메타
크릴레이트
88.0g
(0.5몰)
- - - 로진아크릴레이트
44.5g
(0.1몰)		 - -
(A3)
 케이산
88.8g
(0.6몰)		 케이산
59.2g
(0.4몰)		 케이산
88.8g
(0.6몰)		 케이산
88.8g
(0.6몰)		 - 케이산
88.8g
(0.6몰)
- 메타크릴산 17.2g
(0.2몰)		 - - 메타크릴산 51.6g
(0.6몰) 		-
(A4) THPA
(테트라히드로프탈릭안히드리드)
45.6g
(0.3몰)		 THPA
(테트라히드로프탈릭안히드리드)
45.6g
(0.3몰)		 THPA
(테트라히드로프탈릭안히드리드)
45.6g
(0.3몰)		 THPA
(테트라히드로프탈릭안히드리드)
45.6g
(0.3몰)		 THPA
(테트라히드로프탈릭안히드리드)
45.6g
(0.3몰) 		-
고형분산가
(mgKOH/g)		 100 95 105 105 103 105
중량 평균
분자량
(Mw)		 17,000 19,000 19,000 19,000 15,800 19,000
분자량 분
포(Mw/Mn)		 2.3 2.4 2.4 2.3 2.2 2.3
<열경화성 수지 조성물 제조 및 평가>
<실시예 1>
합성예 1에서 얻어진 아크릴수지(A)를 11.50wt%(고형분), 열경화성 화합물(B)로서 비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지(JER157S70 ; JER㈜ 제조, 에폭시당량: 210g/eq, 3.50wt%, 커플링제(D-1)로 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란(KBM-403, 신네츠화학㈜제조) 0.10wt% 및 계면활성제(D-2)로서 메가팍 475, 다이니혼잉크화학공업㈜ 제조) 0.02wt%를 가하고, 용제(C)로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(C1) 74.88wt% 및 3-메톡시프로피온산메틸(C2) 10.0wt% 를 첨가하여 고형분 농도가 15질량％가 되도록 한 후, 공경 0.5 ㎛의 밀리 포어 필터로 여과하여 열경화성 수지 조성물을 제조하였다.
<실시예 2>
합성예 2에서 제조된 아크릴계 수지를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 열경화성 수지 조성물을 제조하였다.
<실시예 3>
합성예 3에서 제조된 아크릴계 수지를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 열경화성 수지 조성물을 제조하였다.
<실시예 4>
합성예 4에서 제조된 아크릴계 수지를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 열경화성 수지 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
합성예 5에서 제조된 아크릴계 수지를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 열경화성 수지 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
합성예 6에서 제조된 아크릴계 수지를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 열경화성 수지 조성물을 제조하였다.
[시험예]
실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 및 2에서 제조된 편광판에 대하여 이하와 같이 시험하였다.
<평가>
실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 및 2에서 제조된 열경화성 수지 조성물을 이용하여 평탄성, 투명성, 내열성, 내알칼리성을 측정하고 그 결과를 이하의 표 2에 나타내었다.
(1) 평탄성 평가
2 평방인치의 유리 기판(코닝사 제조, #1737)을 중성 세제, 물 및 알코올로 차례로 세정하고 나서 건조하였다. 이 유리 기판상에, 컬러 레지스트(상품명 YR-800 Red, YG-800 Green, YB-800 blue, 동우화인켐(주) 제조)을 100mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 노광하여 현상 공정을 생략했을 때, 소성 후의 막 두께가 2.0㎛가 되도록 스핀 코팅하고, 이어서 크린 오븐 중, 100℃에서 3분간 예비 건조하였다. 냉각 후, 이 착색 감광성 수지 조성물을 도포한 기판과 석영 유리제 포토마스크(투과율을 1 내지 100%의 범위에서 계단상으로 변화시키는 패턴과 1㎛에서 50㎛ 까지의 라인/스페이스 패턴을 가짐)의 간격을 100㎛로 하고, 우시오 덴끼㈜제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기하에 100mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광조사하였다. 그 후, 비이온계 계면 활성제 0.12% 와 수산화 칼륨 0.06%를 포함하는 수계 현상액에 도막을 26℃에서 소정 시간 담가두어 현상한 뒤, 수세 후 230℃에서 60분간 건조하였다.
컬러 필터가 형성된 기판 표면의 요철을 표면 조도계 (Dektak 6M, 베코사 제조)으로 측정한 바, 1.0㎛였다. 단, 측정 길이 2,000 ㎛, 측정 범위 2,000 ㎛, 측정점 수 n=5로 측정하였다. 즉, 측정 방향을 적색, 녹색 및 청색 방향의 스트라이프 라인 단축 방향 및 적색ㆍ적색, 녹색ㆍ녹색, 청색ㆍ청색의 동일한 색의 스트라이프 라인 장축 방향의 2 방향으로 하고, 각 방향에 대하여 n=5로 측정하였다(합계 n 수는 10).
이 위에 열경화성 수지조성물을 스핀 코터를 사용하여 도포한 후, 핫 플레이트 위에서 80℃, 5분간 예비소성하여 도막을 형성하고, 오븐 중 230℃에서 60분간 가열 처리하여 막 두께 1.5㎛의 보호막을 형성하였다.
상기한 바와 같이 형성한 기판에 대하여, 접촉식 막 두께 측정 장치 표면 조도계 (Dektak 6M, 베코사 제조)으로 보호막 표면의 요철을 측정하였다. 단, 측정 길이 2,000 ㎛, 측정 범위 2,000 ㎛ 측정점 수 n=5로 측정하였다. 즉, 측정 방향을 적색, 녹색 및 청색 방향의 스트라이프 라인 단축 방향 및 적색ㆍ적색, 녹색ㆍ녹색 및 청색ㆍ청색의 동일한 색의 스트라이프 라인 장축 방향의 2 방향으로 하고, 각 방향에 대하여 n=5로 측정하였다(합계 n 수는 10). 각 측정마다 최고부와 최저부의 고저차(㎚)의 10회 평균값을 표 2에 나타내었다. 이 값이 300 ㎚ 이하일 때, 평탄화성이 양호하다고 할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 형성한 기판에 대하여, Red, Green, Blue 화소간 단차의 최대값이 0.2μm 미만일 경우는 ○, 0.2μm 이상일 경우를 ×라 하였다.
(2) 투명성 평가
상기와 같이 형성된 보호막을 갖는 기판에 대하여, 도막을 도포한 것과 동일한 유리기판을 참고로 하여 색도계 측정기(Olympus社)를 이용하여 380nm에서 700nm까지의 파장에 대한 투과율을 표 2에 나타내었다.
이때, 투과율이 95% 이상일 경우를 ○, 투과율이 95% 미만일 경우를 ×라 한다.
(3) 내열성 평가
상기와 같이 형성된 보호막을 갖는 기판에 대하여, 오븐 중 250℃에서 1 시간의 조건으로 가열하여, 가열 전후의 막 두께를 측정하고, 수학식 1에 따라 산출한 막 두께 변화율을 표 2에 나타내었다. 이때, 막 두께 변화율이 95% 이상일 경우를 ○, 막 두께 변화율이 95% 미만일 경우를 ×라 한다.
[수학식 1]
두께 변화율 = (가열 후의 막 두께)/(가열 전의 막 두께)〕×100(％)
(4) 내알칼리성 평가
상기와 같이 형성된 보호막을 갖는 기판에 대하여, 40℃로 가온한 5％의 수산화나트륨 수용액에 30분간 침지 후, 초순수로 세정 및 120℃로 가온한 핫 플레이트 위에서 2분간 건조시켜, 알칼리 침지 전후의 막두께를 측정하였다. 이때, 막 두께 변화율이 95% 이상일 경우를 ○, 막 두께 변화율이 95% 미만일 경우를 ×라 한다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
평탄성 ○ ○ ○ ○ ○ ○
투명성 ○ ○ ○ ○ X X
내열성 ○ ○ ○ ○ X X
내알칼리성 ○ ○ ○ ○ ○ X
표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 열경화성 수지 조성물로 제조한 보호막을 갖는 기판은 평탄성이나 투명성, 내열성 및 내알칼리성 모두의 평가시험에서 우수한 특성을 나타내었다.
아크릴계 수지의 (A3) 및 (A4)성분과 다른 성분을 포함하는 아크릴계 수지를 사용한 비교예 1 및 2의 경우, 평탄성은 실시예들과 유사하게 우수한 특성을 나타내었다. 그러나, 본 발명에 따른 화학식 (I)에 해당하지 않는 화합물을 사용한 비교예 1의 경우, 투명성 및 내열성 면에서 불량한 특성을 나타내었고, 다염기산 무수물을 사용하지 않은 비교예 2의 경우, 투명성 및 내열성 이외에도 내알칼리성 면에서도 불량한 특성을 나타내었다.
따라서, 본 발명에 따라 열경화성 수지 조성물 제조시, 투명성이나 내열성, 내알칼리성 모두에서 우수한 특성을 나타내는 컬러필터의 보호막을 제조할 수 있었음을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의해 해석되어야 한다. 또한, 본 발명에 대하여 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

Claims (7)

  1. 아크릴계 수지, 열경화성 화합물 및 용제를 포함하는 열경화성 수지 조성물로서,
    상기 아크릴계 수지는 1분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물(A1) 및 상기 (A1)과 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 화합물(A2)을 공중합시킨 공중합체에 이하의 화학식 (I)로 표시되는 화합물(A3) 및 다염기산 무수물(A4)을 반응시킨 수지인 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물:
    Figure pat00015
    (I)
    식 중,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로, 할로겐 원소로 치환되거나 케톤기, 에스테르기 또는 티올기를 포함하는 C1 내지 C6의 알킬기, 또는 미치환된 C1 내지 C6의 알킬기이며, A는 할로겐기, 메톡시기 또는 에톡시기로 치환되거나 미치환된 지방족 다환기, 알릴기, 할로겐기, 메톡시기, 에톡시기 또는 C1 내지 C8의 알콕시기로 치환되거나 미치환된 방향족 다환기이고, n 및 m은 0 또는 1이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크릴계 수지는,
    상기 공중합체가 (A1)으로부터 유도되는 구성 단위는 2 내지 80몰%이고, (A2)로부터 유도되는 구성 단위는 2 내지 90몰% 포함하고,
    상기 (A3)는 상기 (A1)의 에폭시 당량에 대하여 2 내지 100몰%이고,
    상기 (A4)는 (A3) 및 (A1) 반응을 통해 생성되는 히드록시기 당량에 대하여 5 내지 100몰%인 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (A3)는 이하의 화학식 (II) 내지 (VI)으로 표현되는 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물:
    Figure pat00016
    (II)
    Figure pat00017
    (III)
    Figure pat00018
    (IV)
    Figure pat00019
    (V)
    Figure pat00020
    (VI).
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크릴계 수지의 함량은 상기 열경화성 수지 조성물의 고형분의 중량을 기초로 하여 5 내지 90wt%인 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 열경화성 화합물은 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형에폭시 수지, 지방족 폴리글리시딜에테르 및 지환식 지방족 에폭시 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 따른 열경화성 수지 조성물을 이용하여 제조된 보호막을 포함하는 컬러필터.
  7. 청구항 6에 따른 컬러필터를 포함하는 액정표시장치.

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